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21世紀型のマテリアルには、精密機能性・低環境負荷性・省エネルギー性さらにはリサイクル性などが求められている。本研究においては、水素結合などの相互作用を活用して機能性自己組織体を構築し、それらを新しいタイプの強相関ソフトマテリアルとして発展させることができた。
(1)刺激・環境に応答する液晶材料:生体分子である葉酸を化学修飾した分子は、水素結合により集合してサーモトロピックカラムナーおよびミセルキュービック液晶相を示した。金属塩(NaOSO2CF3)の導入により、キラルカラムナーあるいはキラルミセルキュービック相を発現した。すなわち、イオンという刺激に応答して構造を変化させる新しい機能性材料を構築することができた。また、キラルミセルキュービック相は初めて観察された液晶状態である。
(2)液晶物理ゲル=繊維状に自己組織化する水素結合分子と液晶との複合化によって形成される液晶物理ゲルを構築した。この配向した液晶ゲルは電場に対して液晶単独の2倍以上の高速応答性・低しきい値電圧特性を示した。さらに、液晶ゲルにフォトクロミック分子を導入し書き換え可能な光情報記録材料が得られた。
(3)異方的イオン伝導体:イオン性液体と水素結合性液晶分子を複合化し、イオン伝導部と絶縁部位をナノ相分離秩序化して配向制御することにより低次元(一次元・二次元)イオン伝導材料を作製した。これは、異方的イオン伝導材料としての初めての例である。さらに、イオン性液体の様々な化学修飾により、一次元あるいは二次元異方性イオン伝導材料を構築した。さらに、ポリエチレンオキシドと液晶高分子の組みあわせにより、自立性を有する二次元イオン伝導性フィルムを作製した。
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